JPH09183074A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

自動ねじ締め機

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JPH09183074A
JPH09183074A JP34244995A JP34244995A JPH09183074A JP H09183074 A JPH09183074 A JP H09183074A JP 34244995 A JP34244995 A JP 34244995A JP 34244995 A JP34244995 A JP 34244995A JP H09183074 A JPH09183074 A JP H09183074A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
motor
signal
motor drive
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP34244995A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiro Sugiyama
剛弘 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの回転数を上げても設定した規定の締
め付けトルクで正確にねじ締めすることのできる、応答
性に優れた自動ねじ締め機を提供すること。 【解決手段】 制御部6と、該制御部6によって制御さ
れるモータ駆動電源部5と、該モータ駆動電源部5によ
って回転駆動されるモータ3と、該モータ3によって回
転駆動されるドライバービット1と、該ドライバービッ
ト1の締め付けトルクを検出し、電気信号に変換して出
力するトルクセンサ7とを備えた自動ねじ締め機におい
て、前記トルクセンサ7の出力するトルク信号を監視
し、ねじの締め付けトルクが設定値と一致したときに駆
動電流遮断信号を出力する設定トルク検出部10と、前
記制御部6とモータ駆動電源部5を結ぶモータ駆動信号
ライン中に接続され、前記設定トルク検出部10からの
駆動電流遮断信号を受けて前記モータ駆動信号ラインを
強制遮断する駆動信号遮断手段11とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、装置や機器の組み
立て作業で用いられるねじ締め機に係り、より詳しく
は、設定された締め付けトルクで自動的にねじ締めを行
なうことができる自動ねじ締め機に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来の自動ねじ締め機の構成を
示す。図において、1はねじ2を把持してねじ穴などに
螺着するためのドライバービットである。このドライバ
ービット1は、モータ3のモータ軸4に取り付けられて
いる。モータ3は、モータ駆動電源部5から所定の駆動
電流を供給されることにより回転駆動される。また、マ
イクロコンピュータ(マイコン)から構成された制御部
6は、モータ駆動電源部5に対してモータ駆動信号を送
り、モータ3の回転と停止を制御するものである。
【0003】モータ軸4の途中には、ねじ2の締め付け
トルクをリアルタイムに検出して出力するためのトルク
センサ7が、カップリング8A,8Bによって取り付け
られている。このトルクセンサ7から出力されるトルク
信号はA/Dコンバータ9でデジタル信号に変換された
後、制御部6に入力される。
【0004】制御部6は、モータ駆動電源部5にモータ
駆動信号を送出してモータ3を回転駆動するとともに、
A/Dコンバータ10から送られてくるトルク信号を監
視し、トルク信号の値が予め設定しておいた締め付けト
ルク値に一致したときにモータ駆動信号をOFFし、モ
ータ3の回転を停止するように制御するものである。
【0005】なお、実際のねじ締め機では、ねじ締め機
全体をねじ2の締め込み方向に進退移動させるための移
動機構を備えているが、この移動機構部分は本発明とは
直接関係しないので図示を省略した。
【0006】次に、前記構成になる自動ねじ締め機の動
作を説明する。制御部6に駆動指令が与えられると、制
御部6はモータ駆動電源部5に対してモータ駆動信号を
送出開始する。モータ駆動電源部5は、このモータ駆動
信号を受けてモータ3に所定の駆動電流を供給開始し、
モータ3を回転駆動する。モータ3が回転されると、モ
ータ軸4に取り付けらたドライバービット1も一体にな
って回転し、ねじ2をねじ穴などにねじ込んでいく。
【0007】トルクセンサ7は、例えばひずみゲージな
どで構成されており、モータ軸4のトルクに応じたねじ
れに基づいてねじ2の締め付けトルクをリアルタイムに
検出し、アナログ信号からなる電気信号に変換して出力
する。A/Dコンバータ9は、このアナログ信号からな
るトルク信号をデジタル信号に変換し、制御部6に入力
する。
【0008】制御部6は、前記A/Dコンバータ9から
送られてくるトルク信号を監視し、その値が予め設定し
た締め付けトルク値と一致したか否かを判定する。そし
て、トルク信号の値が予め設定した締め付けトルク値に
一致すると、これを検出してモータ駆動信号をOFF
し、モータ3の回転を停止してねじ締め作業を終了す
る。この結果、ねじ2は予め設定した締め付けトルクで
螺着される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な自動ねじ締め機において、ねじ締め作業全体の時間を
短縮するには、モータ3の回転数を上げ、ねじの締め付
け時間をできるだけ短縮する必要がある。しかしなが
ら、モータ3の回転数を上げると、ねじ2の締め付けト
ルクの変化速度もそれに応じて速くなってしまい、制御
部6によってモータ駆動信号をOFFした時には既にね
じ2の締め付けトルクが規定の値を行き過ぎてしまって
いるというような事態が発生する。このため、従来の自
動ねじ締め機では、モータの回転数を上げることがなか
なか難しく、また、無理にモータの回転数を上げた場合
には、設定した締め付けトルクで正確にねじ締めするこ
とができなくなるという問題があった。
【0010】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、モータ
の回転数を上げても設定した規定の締め付けトルクで正
確にねじ締めすることのできる、応答性に優れた自動ね
じ締め機を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では次のような手段を採用した。すなわち、
本発明は、制御部と、該制御部によって制御されるモー
タ駆動電源部と、該モータ駆動電源部によって回転駆動
されるモータと、該モータによって回転駆動されるドラ
イバービットと、該ドライバービットの締め付けトルク
を検出し、電気信号に変換して出力するトルクセンサと
を備えた自動ねじ締め機において、前記トルクセンサの
出力するトルク信号を監視し、ねじの締め付けトルクが
設定値と一致したときに駆動電流遮断信号を出力する設
定トルク検出部と、前記制御部とモータ駆動電源部を結
ぶモータ駆動信号ライン中に接続され、前記設定トルク
検出部からの駆動電流遮断信号を受けて前記モータ駆動
信号ラインを強制遮断する駆動信号遮断手段とを設けた
ことを特徴とするものである。
【0012】このような構成とした場合、A/Dコンバ
ータや制御部を介することなしに直接モータ駆動信号を
遮断することができる。このため、応答速度が速くな
り、モータの回転数を上げてもモータの停止動作に遅れ
を生じることがなく、設定した締め付けトルク位置で正
確に停止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1に、本発明に係る自
動ねじ締め機の一例を示す。図中、1はドライバービッ
ト、2はねじ、3はモータ、4はモータ軸、5はモータ
駆動電源部、6は制御部、7はトルクセンサ、8A,8
Bはカップリングである。これら符号1〜8A,8Bで
示される部分は、前述した従来の自動ねじ締め機(図
3)と同一の構成になる。したがって、同一の部分には
同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0014】本発明に係る自動ねじ締め機は、上記した
従来と同様な構成において、トルクセンサ7の出力端に
設定トルク検出部10を接続するとともに、制御部6と
モータ駆動電源部5を結ぶモータ駆動信号ライン中に駆
動信号遮断スイッチ11を接続し、前記設定トルク検出
部10の出力する遮断信号によって前記駆動信号遮断ス
イッチ11をOFFすることにより、モータ駆動信号を
直接強制遮断するように構成したものである。
【0015】前記設定トルク検出部10は、トルクセン
サ7から送られてくるトルク信号が予め設定した締め付
けトルク値に達したとき、これを検知して遮断信号を出
力する回路である。図2に、この設定トルク検出部10
の具体的な回路例を示す。図2の場合、設定トルク検出
部10は、コンパレータ101、分圧抵抗102,10
3から構成されており、目的とするねじ2の締め付けト
ルク値を電圧Vref により設定するように構成したもの
である。この設定値Vref は、分圧抵抗103を可変す
ることにより自在に設定することができる。
【0016】次に、前記構成になる自動ねじ締め機の動
作を説明する。制御部6に駆動指令が与えられると、制
御部6に駆動指令が与えられると、制御部6はモータ駆
動電源部5に対してモータ駆動信号を送出開始する。モ
ータ駆動電源部5は、このモータ駆動信号を受けてモー
タ3に所定の駆動電流を供給開始し、モータ3を回転駆
動する。モータ3が回転されると、モータ軸4に取り付
けらたドライバービット1も一体になって回転し、ねじ
2をねじ穴などにねじ込んでいく。
【0017】トルクセンサ7は、ねじ2の締め付けトル
クをリアルタイムに検出し、アナログ信号からなる電気
信号に変換して出力する。このトルク信号は、図2に示
した設定トルク検出部10のコンパレータ101の非反
転入力端子(+)側に入力される。また、コンパレータ
101の反転入力端子(−)側には、設定締め付けトル
ク値を与える基準電圧Vref が与えられている。このV
ref の方が入力してくるトルク信号よりも大きい場合に
は、コンパレータ101の出力は“0”となっている。
【0018】モータ3が回転してねじ2の締め付けが進
み、トルク信号の値がVref に一致すると、コンパレー
タ101がこれを検出してその出力が“0”から“1”
に変わる。この“1”信号が遮断信号として駆動信号遮
断スイッチ11へ送られる。
【0019】前記設定トルク検出部10から遮断信号を
受けると、駆動信号遮断スイッチ11はその接点をOF
Fし、制御部6からモータ駆動電源5に送られているモ
ータ駆動信号を瞬時に遮断する。したがって、締め付け
トルクが設定値に一致したことを設定トルク検出部10
が検出すると同時にモータ3は停止される。この結果、
ドライバービット1は設定した締め付けトルク位置で瞬
時に停止し、ねじ2は設定した締め付けトルクで正確に
螺着される。
【0020】なお、図1では、説明の都合上、前記駆動
信号遮断スイッチ11を機械的な接点として表示した
が、実際の装置では、この駆動信号遮断スイッチ11と
しては、電子素子からなるANDゲートや電子スイッチ
など、動作速度の極めて速い電子回路が採用される。し
たがって、このスイッチ11部分での時間的なロスはほ
とんど無視できるものである。
【0021】前述した従来の自動ねじ締め機(図3)の
場合、トルクセンサ7の出力するトルク信号はA/Dコ
ンバータ9において一旦アナログ信号からデジタル信号
に変換された後、制御部6へ送られ、さらに制御部6に
おいて予め設定した締め付けトルクに一致するか否かを
ソフトウェア処理によって監視し、設定した締め付けト
ルクに一致したときにソフトウェア処理によってモータ
駆動信号を遮断するようにしていた。このため、制御系
を構成するフィードバックループの信号伝達時間が長く
なり、応答速度が遅かった。
【0022】これに対し、本発明の場合、トルクセンサ
7の出力するトルク信号はそのまま直接ハードウェア回
路からなる設定トルク検出部10に送られ、設定トルク
検出部10が設定トルク値と一致したことを検出すると
同時に遮断信号を出力してモータ駆動信号を直接遮断す
るようにしている。このため、制御系を構成するフィー
ドバックループの信号伝達時間が短く、図3の回路に比
べて時間的ロスがほとんどなくなり、ねじ2の締め付け
トルクが設定値に一致すると同時にモータ3を停止する
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとき
は、制御部と、該制御部によって制御されるモータ駆動
電源部と、該モータ駆動電源部によって回転駆動される
モータと、該モータによって回転駆動されるドライバー
ビットと、該ドライバービットの締め付けトルクを検出
し、電気信号に変換して出力するトルクセンサとを備え
た自動ねじ締め機において、前記トルクセンサの出力す
るトルク信号を監視し、ねじの締め付けトルクが設定値
と一致したときに駆動電流遮断信号を出力する設定トル
ク検出部と、前記制御部とモータ駆動電源部を結ぶモー
タ駆動信号ライン中に接続され、前記設定トルク検出部
からの駆動電流遮断信号を受けて前記モータ駆動信号ラ
インを強制遮断する駆動信号遮断手段とを設けたので、
モータ停止の応答速度が速くなり、モータの回転数を上
げても設定した締め付けトルクで正確にねじ締めするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動ねじ締め機の一例を示すブロ
ック図である。
【図2】図1中の設定トルク検出部10の具体例を示す
回路図である。
【図3】従来の自動ねじ締め機の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 ドライバービット 2 ねじ 3 モータ 4 モータ軸 5 モータ駆動電源部 6 制御部 7 トルクセンサ 8A,8B カップリング 10 設定トルク検出部 11 駆動信号遮断スイッチ(駆動信号遮断手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御部と、該制御部によって制御される
    モータ駆動電源部と、該モータ駆動電源部によって回転
    駆動されるモータと、該モータによって回転駆動される
    ドライバービットと、該ドライバービットの締め付けト
    ルクを検出し、電気信号に変換して出力するトルクセン
    サとを備えた自動ねじ締め機において、 前記トルクセンサの出力するトルク信号を監視し、ねじ
    の締め付けトルクが設定値と一致したときに駆動電流遮
    断信号を出力する設定トルク検出部と、 前記制御部とモータ駆動電源部を結ぶモータ駆動信号ラ
    イン中に接続され、前記設定トルク検出部からの駆動電
    流遮断信号を受けて前記モータ駆動信号ラインを強制遮
    断する駆動信号遮断手段とを設けたことを特徴とする自
    動ねじ締め機。
JP34244995A 1995-12-28 1995-12-28 自動ねじ締め機 Pending JPH09183074A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34244995A JPH09183074A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 自動ねじ締め機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34244995A JPH09183074A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 自動ねじ締め機

Publications (1)

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JPH09183074A true JPH09183074A (ja) 1997-07-15

Family

ID=18353833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34244995A Pending JPH09183074A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 自動ねじ締め機

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JP (1) JPH09183074A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010038216A (ko) * 1999-10-22 2001-05-15 유승준 전동 드라이버의 토크 제어 회로
CN109108882A (zh) * 2017-06-26 2019-01-01 中国气动工业股份有限公司 电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010038216A (ko) * 1999-10-22 2001-05-15 유승준 전동 드라이버의 토크 제어 회로
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030930